пожар стальные конструкции

Когда слышишь ?пожар стальные конструкции?, первое, что приходит в голову многим — это миф о их абсолютной уязвимости. Якобы металл моментально теряет прочность и рушится. На практике всё сложнее и интереснее. Да, сталь не горит, но её поведение в огне — это целая наука, где расчётные цифры из нормативов часто расходятся с реальными полевыми наблюдениями. Вот, к примеру, многие проектировщики до сих пор считают, что главное — нанести достаточно толстый слой огнезащитной краски и забыть. А потом на объекте выясняется, что адгезия к поверхности была плохой из-за некачественной подготовки, или температурный режим при нанесении не соблюдали. Или ещё классика: конструкции сложной формы, узлы соединений — их защитить гораздо труднее, чем ровную балку, и тут стандартные решения часто дают сбой.

Основные риски и распространённые заблуждения

Основная ошибка — недооценка скорости прогрева. В нормативных документах есть кривые стандартного температурного режима, но в реальном пожаре, особенно при развитом горении с современными отделочными материалами, температура может расти нелинейно и локально. Видел случай на одном из складов: пожар начался в зоне хранения полимерной упаковки, пламя быстро достигло кровельных стальных конструкций. Расчётная огнестойкость по проекту была R45, но на стыке фермы и колонны, где тепловой поток был сконцентрирован из-за аэродинамики пламени, локальный перегрев привёл к деформации узла уже через 25 минут. Конструкция не обрушилась, но потребовала полной замены секции. И это при формально выполненной огнезащите.

Ещё один момент — это коррозия под слоем защиты. Часто при монтаже или последующих ремонтах покрытие повреждается, влага попадает на металл, и начинается процесс, который не видно снаружи. Проверяли мы как-то ангар, построенный лет 10 назад. С виду огнезащитная обмазка в порядке. Но в местах крепления сэндвич-панелей, где были технологические отверстия, пошла подплёночная коррозия. В случае пожара этот участок прогорел бы моментально, став точкой начала неконтролируемой деформации. Поэтому сейчас всегда настаиваю на регулярном инструментальном контроле состояния не просто покрытия, а именно металла под ним, особенно в скрытых и труднодоступных узлах.

И конечно, человеческий фактор. Самый совершенственный расчёт может быть сведён на нет на этапе монтажа. Помнится, на объекте использовались стальные конструкции от поставщика, скажем так, не самого скрупулёзного. Вроде и сертификаты на огнезащитную обработку были, но при детальном осмотре после доставки на стройплощадку обнаружили, что торцы балок, которые будут зашиты в стены, вообще не были обработаны. Мотивировали тем, что ?тудe огонь не доберётся?. Это опаснейшее заблуждение. Огонь как раз ищет такие лазейки — непрогретый снаружи торец, заведённый в стену, становится мостиком для распространения температуры внутрь несущего элемента.

Опыт применения комплексных решений и материалов

Сейчас в арсенале не только краски и обмазки. Широко используются плитные и рулонные материалы, комбинированные системы. Например, для колонн в многоэтажках часто применяют облицовку гипсокартоном со специальным наполнителем или минераловатными плитами. Но и тут есть подводные камни. Крепёж. Если каркас для облицовки выполнен из обычной стали без защиты, то при пожаре он деформируется первым, и вся облицовка может обрушиться, обнажив основную колонну раньше расчётного времени. Поэтому система должна быть продумана как единое целое.

Интересный практический кейс связан с объектом, где использовались многопустотные плиты перекрытия с арматурными каркасами от компании ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции. Их продукцию мы применяли в комплексе с несущим металлокаркасом. Задача была — обеспечить огнестойкость узла сопряжения плиты и стальной балки. Стандартное решение — огнезащита балки + нижней поверхности плиты. Но анализ показал, что в пустотах плиты при пожаре создаётся эффект дымохода, и прогрев арматурного каркаса идёт быстрее. Пришлось разрабатывать дополнительную меру — заполнение первых по длине пустот у опоры негорючей базальтовой ватой. Это не было прописано в изначальном проекте, но стало результатом совместного обсуждения с технологами завода и нашими инженерами. Детали таких решений редко попадают в общие статьи, но именно они определяют итоговую выживаемость конструкции. Подробнее о их подходах к проектированию можно посмотреть на https://www.hltl.ru.

Что касается тонкослойных вспучивающихся красок, то их эффективность сильно зависит от условий эксплуатации. В неотапливаемом цеху с высокой влажностью они могут частично потерять свойства. Был прецедент, когда при контрольном отборе образцов с конструкции, простоявшей 3 года в таких условиях, вспучивание при тестовом нагреве было на 30% ниже заявленного. Поэтому для сред с агрессивной атмосферой сейчас чаще склоняемся к толстослойным покрытиям или обёрткам, хотя они и дороже, и сложнее в монтаже.

Узлы и соединения — слабые места

Самая головная боль — это болтовые и сварные соединения. Их огнезащита часто формальна. Наносится тот же состав, что и на основную балку, но геометрия узла такова, что покрытие в зазорах и на резьбе получается неравномерным. При пожаре болт прогревается быстрее массивной фасонки, теряет натяжение, и соединение разбалтывается ещё до того, как балка достигнет критической температуры. Неоднократно в отчётах об испытаниях видел, что разрушение начиналось именно в узле, а не в теле элемента.

Для ответственных объектов мы практикуем дополнительное локальное усиление узлов. Например, устройство огнезащитных экранов из листового материала, создающих вокруг узла своего рода термокарман. Это не всегда красиво с архитектурной точки зрения, но эффективно. Иногда идём другим путём — заказываем стальные конструкции с уже нанесённой в заводских условиях огнезащитой критических узлов. Некоторые производители, включая упомянутую ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции, идут на это, если обсудить техзадание заранее. Заводское нанесение всегда даёт более предсказуемый и контролируемый результат по толщине и адгезии, чем работа в полевых условиях на уже смонтированном каркасе.

Ещё один нюанс — температурные деформации. При пожаре разные части конструкции расширяются по-разному, возникают дополнительные напряжения. Если узел сделан жёстко, без учёта этих перемещений, он может разрушиться от внутренних напряжений. Поэтому в некоторых случаях логичнее запроектировать узлы, которые при критическом нагреве немного ?поддадутся?, но сохранят общую целостность каркаса. Это высший пилотаж, требующий детального расчёта методом конечных элементов в специальном ПО, моделирующем поведение в огне.

Контроль, обслуживание и уроки из инцидентов

Самая грустная история — когда огнезащита есть, но её состояние никто не проверяет годами. На одном из объектов торгового центра вентфасад из сэндвич-панелей крепился к стальному каркасу. За 7 лет эксплуатации от вибраций и осадков в нескольких местах откололись куски огнезащитной штукатурки с несущих кронштейнов. При плановой проверке это выявили. А представьте, если бы не выявили? Локальный пожар на фасаде (от неисправной электрогирлянды, например) привёл бы к быстрому отказу кронштейна и падению секции фасада, что открыло бы огню путь внутрь здания. Поэтому теперь всегда включаю в рекомендации заказчику график визуального и инструментального обследования с составлением дефектных ведомостей. Идеально — раз в два года, в условиях агрессивной среды — ежегодно.

Важный момент — взаимодействие с другими системами. Автоматические установки пожаротушения (АУПТ). Если спринклерная система сработала, то вода, попадая на раскалённую сталь, вызывает резкое охлаждение и, как следствие, дополнительные термические напряжения. Это может ускорить деформацию. С другой стороны, вода охлаждает конструкцию и продлевает время до достижения критической температуры. Нет однозначного ответа, нужен анализ конкретной конфигурации. Но точно нельзя проектировать системы огнезащиты и АУПТ независимо друг от друга.

В заключение скажу, что тема ?пожар стальные конструкции? — это не про выбор самого дорогого материала из каталога. Это про системный подход: качественный металл, грамотное проектирование узлов, правильно подобранный и качественно нанесённый метод защиты, и, что крайне важно, последующий мониторинг. Как показывает практика, даже у таких специализированных производителей, как ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции, которые в числе прочего делают ставку на металлоконструкции и сэндвич-панели, конечная огнестойкость здания определяется не на их заводе, а на стройплощадке и в процессе всей жизни объекта. Упустишь один элемент этой цепочки — и все остальные вложения могут оказаться бесполезными в критический момент.